DE4427138A1 - Einrichtung zur vollautomatischen Sensorführung von elektronisch gesteuerten Transportkranen zum Stapeln und Verladen von Containern - Google Patents
Einrichtung zur vollautomatischen Sensorführung von elektronisch gesteuerten Transportkranen zum Stapeln und Verladen von ContainernInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
- B66C13/46—Position indicators for suspended loads or for crane elements
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur vollautomatischen Sensorführung von elektronisch
gesteuerten, automatisch arbeitende Containerverlade- und Stapelkranen,
wenn die Behälter vollautomatisch in mehreren Schichten übereinander gestapelt werden
sollen und mittels der Einrichtung zur automatischen Sensorführung dergestalt gestapelt
werden müssen, daß die oberen Container exakt auf dem stehenden Container, trotz Positionierungsungenauigkeiten
in der Kranführung, abgesetzt werden können und dadurch standfeste
Containerstapel von bis zu 7 Schichten vollautomatisch erzeugt werden können.
Beim Container-Verladevorgang in Industriehäfen ist die Containerstapelung ein wichtiger,
lagerplatzsparender Vorgang, wobei die Laufkatze vor dem Absetzen sichtgeführt genau
über den stehenden Container positioniert werden muß.
Diese Sichtführung muß bisher der Kranführer manuell/visuell ausführen, d. h. er muß mit
dem Auge beurteilen, ob der abzusetzende Container sich genau über dem stehenden Container
befindet und wenn er glaubt, dies sei der Fall, muß er den Container absetzen.
Dies ist für den Kranführer eine schwierige Aufgabe, die nur mittels Hilfskräften oder Hilfsmittel,
die die Verschiebung und Verdrehung des abzusetzenden Containers im Bezug zum
stehenden Container abschätzen und übermitteln, möglich wird. Perspektivische Verzerrungen
durch die Unzugänglichkeit der optimalen Peilpositionen der Hilfskräfte und subjektive Einschätzungen
machen diesen Vorgang relativ unzuverlässig. Schief gestapelte Containertürme
sind instabil, können kippen und dabei einen Dominoeffekt im Containerlager auslösen,
was katastrophale Folgen hat.
Vollautomatische Lösungen, die die Laufkatze mit einer Positioniergenauigkeit von +/- 1 cm
über dem stehenden Container positionieren, sind bisher nicht bekannt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die Verwendung von mehreren
unabhängig voneinander arbeitenden Sensor- und Bildauswerteeinheiten für die Erfassung
der Verschiebedaten dX, dY₁ und dY₂. Mit 3 Sensoreinheiten (Kamera-Licht-Anordnung)
sind diese Daten theoretisch immer erfaßbar.
Zweckmäßigerweise wird der stehende Container von Spreader aus am abzusetzenden
Container vorbei z. B. mit Laserstrichen beleuchtet. Zwei Laserlinien müssen in X-Richtung
und eine Laserlinie in Y-Richtung (oder umgekehrt) verlaufen. Mit Kamera 1 und 2 werden
dann die Y-Koordinaten und mit Kamera 3 die X-Koordinate des stehenden Containers im
Bezug zur aktuellen Laufkatze/Spreader-Position erfaßt. In Prinzipskizze 3 ist die Laserlicht-
Kamera-Anordnung dargestellt, wobei zu beachten ist, daß der Laserstrahl dicht am abzusetzenden
Container vorbei fluchtet. Anstelle der Laserbeleuchtung kann der zu ortende,
stehende Container auch mit anderen Lichtformen angestrahlt werden.
Prinzipskizze 3 zeigt über die Einheiten 1, 2 und 3 hinnaus noch weitere Sensoreinheiten 4,
5, 6, 7, 8. Diese Einheiten können bei Bedarf aktiviert werden und arbeiten auf die gleiche
Weise wie die ersten 3 Sensoreinheiten. 4, 5 und 8 ermitteln X-Koordinaten, 6 und 7
ermitteln Y-Koordinaten. Mit dieser in Prinzipskizze 3 gezeigten Anordnung ist die Position
des stehenden Containers immer erfaßbar, egal wo sich die Laufkatze/Spreader-Einheit mit
dem abzusetzenden Container nach der Vorpositionierung über dem stehenden Container
befindet. Außerdem erhöht die redundante Information weiterer Sensoreinheiten die Systemsicherheit, welche in der rauhen Umgebung, in welcher diese Anlagen arbeiten, notwendig
ist.
Das Softwareprogramm, welches die Daten der einzelnen Sensoren auswertet, berücksichtigt
diese Redundanz einmal zur Erhöhung der Genauigkeiten bei der Positionsbestimmung und
weiter zum Plausibilitätstest.
Der Vorgang der Sichtführung der Kran-Laufkatze durch diese Erfindung ist folgendermaßen:
Der abzusetzende Container wird, an der Laufkatze hängend, von der Kransteuerung in
die Position, in welcher er abgesetzt werden soll, grob eingefahren. Ist noch kein
Container in dieser Stapelposition vorhanden, so wird er dort ohne Sichtführung mit
"Kranpositioniergenauigkeit" abgesetzt.
Ist der Platz bereits besetzt und muß gestapelt werden, so wird, nachdem die Kransteuerung
den abzusetzenden Container vorpositioniert hat, die Sichtführsensorik (Erfindung)
aktiviert. Die Feinpositionierung der Kranlaufkatze läuft ab jetzt sichtgeführt
durch die Sensorik folgendermaßen ab:
- 1. Die Beleuchtung wird eingeschaltet.
- 2. Die Kameras erfassen die Abbildung des Lichtes auf dem stehenden Container.
- 3. Die Mikroelektronik wertet softwaregesteuert die Sensordaten aus, berechnet die Lagedifferenzen und übergibt die Differenzmaße an die Kransteuerung.
- 4. Die Kransteuerung positioniert die Laufkatze entsprechend den Korrekturdaten.
- 5. Dann schaltet der Sensorikrechner die Beleuchtung aus und gibt die Systemführung an die Kransteuerung zurück.
- 7. Dieser veranlaßt das Absetzen des Containers.
Werden Kameras als Sensoren eingesetzt, so genügt die Anbringung der Sensoreinheiten
auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Laufkatze (siehe Skizze 3).
Bei Anwendung dieses Verfahrens und der beschriebenen "Laser-Kamera-Sensorik" in
Verbindung mit entsprechender Bildauswertesoftware ist es möglich, mit Kranen beliebiger
Art, Container paßgenau übereinanderzustapeln, sofern die Krane mit genügender Genauigkeit
gesteuert werden können.
Die beschriebene Eigenschaft, daß bei korrekter Positionierung alle Leuchtstrahlen am stehenden
Container vorbei fluchten, erlaubt auch den Einsatz von geeigneten Laserabstandssensoren,
Ultraschallsensoren oder Reflexlichtschranken zur Positionserfassung. Voraussetzung
an diese Sensoren ist eine Reflexionsfläche von weniger als 1 cm×1 cm, um die erforderliche
Positioniergenauigkeit zu erreichen. Außerdem müssen bei dieser Art Lösung die
Sensoren an zumindest 3 Seiten der Laufkatzen angebracht werden.
Diese Variationen der Erfindung arbeitet entsprechend der beschriebenen Lösung mit Kamera-
Laserlicht-Sensoreinheit, jedoch werden in diesem Fall nur binäre Informationen wie
"Container vorhanden" bzw. "Container nicht vorhanden" an den Auswerterechner abgegeben.
Gesteuert wird die Laufkatze in ähnlicher Weise wie nach der oben beschriebenen Methode,
jedoch muß die Laufkatze sich an die optimale Position Schritt für Schritt herantasten.
Unter Einsatz des in dieser Erfindung dargestellten Verfahrens wird das vollautomatische
Stapeln von Containern mit Kranen möglich, wobei die Positionsschwankungen von Kran und
die Positionierungenauigkeiten von Brücke und Katze ausgeschaltet werden.
Den Aufbau eines "Sichtführsystems für die Stapelung von Containern" zeigen die
Skizzen.
Claims (8)
1. Einrichtung zur vollautomatischen Sensorführung von elektronisch gesteuerten
Transportkranen zum Stapeln und Verladen von Containern, welche die Lage des
stehenden Containern mit mehreren Sensoreinheiten, bestehend aus Bildanalysesystemen
in Verbindung mit speziellen Beleuchtungseinheiten, punktgenau in X-, Y₁- und Y₂-
Koordinaten (X-Position, Y-Position und Verdrehung) im Bezug auf die Lagekoordinaten
des abzusetzenden Containers erfaßt, in Abhängigkeit hiervon ein Verschiebesignal erzeugt
und dieses an die Kransteuerung abgibt, damit der abzusetzende Container mit
großer Genauigkeit über dem stehenden Container positioniert wird und dieser mit größtmöglicher
Genauigkeit auf dem stehenden Container automatisch abgesetzt werden
kann.
2. Einrichtung zur Sensorführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheiten
aus Laserlicht-Matrixkamera-Optik-Einheiten mit Bildauswerterechner
bestehen.
3. Einrichtung zur Sensorführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheiten
aus Laserlicht-CCD-Zeilenkamera-Optik-Einheiten mit Bildauswerterechner
ersetzt sind.
4. Einrichtung zur Sensorführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheiten
durch Laser-Abstandsmesser, Ultraschallsensoren oder andere Positionsdetektionssensoren
in Verbindung mit einem Auswerterechner ausgeführt sind.
5. Einrichtung zur Sensorführung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Objektbeleuchtung als Lichtpunkt mit Laserlicht ausgeführt ist.
6. Einrichtung zur Sensorführung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Objektbeleuchtung als Lichtlinie mit Laserlicht ausgeführt ist.
7. Einrichtung zur Sensorführung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Objektbeleuchtung als Lichtkreuzlinien mit Laserlicht ausgeführt ist.
8. Einrichtung zur Sensorführung nach Anspruch 1, 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Objektbeleuchtung als sonstwie strukturiertes, sichtbares Licht ausgeführt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944427138 DE4427138A1 (de) | 1994-07-30 | 1994-07-30 | Einrichtung zur vollautomatischen Sensorführung von elektronisch gesteuerten Transportkranen zum Stapeln und Verladen von Containern |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19944427138 DE4427138A1 (de) | 1994-07-30 | 1994-07-30 | Einrichtung zur vollautomatischen Sensorführung von elektronisch gesteuerten Transportkranen zum Stapeln und Verladen von Containern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4427138A1 true DE4427138A1 (de) | 1996-02-01 |
Family
ID=6524605
Family Applications (1)
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DE19944427138 Withdrawn DE4427138A1 (de) | 1994-07-30 | 1994-07-30 | Einrichtung zur vollautomatischen Sensorführung von elektronisch gesteuerten Transportkranen zum Stapeln und Verladen von Containern |
Country Status (1)
Country | Link |
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